,138 北京科技大学学报 2009年增刊1 表1曲拐大样电解分析结果 6.88、5.81和5.81mg/10kg,A4为16.13mg/10 夹杂总量， 夹杂物粒径分级/mg 试样号 kgA5位置为9.04mg/10kgA4位置夹杂物含量 mg/10kg 50-1804m180~3654m>3654m 约为A3位置的三倍，说明在钢锭浇注时，钢液下降 Al 6.88 0.2 0.2 0.2 冲刷和钢液因温差环流过程中携带的夹杂物被钢锭 A2 5.81 0.3 0.2 0 横截面上的柱状晶截获的几率是不同的，图6显示 A3 5.81 0.4 0 0 钢锭帽口部位取样横截面中心即A2位置的夹杂物 A4 16.1 0.4 0.3 0.4 最少 A5 9.04 0.4 0.2 0 钢锭尾部夹杂物分布显示，横截面中心B2位 Bl 14.8 0.9 0.3 0 置夹杂物为25.9mg/10kg,高于B1B3,B4和B5的 B2 25.9 2.0 0.2 0 14.8、19.2、22.1和24.3mg/10kg根据钢液对流 19.2 1.5 0.2 0 富集理论[)，钢液在自然对流时携带的夹杂物在凝 B4 22.1 1.5 0.2 0.2 固前沿运动时被柱状晶截获而留在最早冷却的钢锭 B5 24.3 2.0 0.3 0.3 边部，没有被截留的少部分大型夹杂物因被钢液对 钢锭底部的凝固能力强，结合取样标记位置进行分 流带到钢锭的中心区部位集聚，从而使中心B2位 析，帽口部位A1、A2、A3位置夹杂物含量分别为 置的夹杂物含量较大， 6.88 钢锭相口部位 16.1 5.81 9.04 0.6 0.6 取样截面 0.4 11 5.81 14.8 22.1 25.9 24.3 钢锭尾部 1.2 2.6 1719 19.2 夹杂物.总量，mg 夹杂物分布，mg10kg 图6钢锭中大型夹杂物分布 由图6可知，钢锭尾部的夹杂物含量比钢锭帽 形成，为夹杂物提供充足的上浮时间，减少钢锭底部 口部位的夹杂物含量多.根据钢锭中夹杂物的沉积 沉积锥的大型夹杂物数量， 锥聚集机理可知，是由于镇静钢钢锭凝固过程中沿 3.4锻造后钢锭中夹杂物分析 凝固前沿下降的热对流携带夹杂物下降，并在下降 采用GB/T10561一2005“钢中非金属夹杂物含 结晶雨的捕捉和钢锭底部黏稠层的粘附作用下，使 量的测定标准评级图显微检验法可，对从锻造后 得钢锭尾部截获大型夹杂物的能力和几率都很大， 钢锭上所取的样品进行评级测定， 随着钢锭的凝固，钢液环流范围不断缩小，其携带的 整个锻造后钢锭中夹杂物主要由A类夹杂、B 夹杂物在钢锭底部聚集的范围越来越小，最终形成 类夹杂、D类夹杂和DS类夹杂组成（见图7），最严 钢锭大型夹杂物富集的沉积锥 重的等级为A类粗系2级，B类细系2级、D类粗系 为减少钢锭中沉积锥的夹杂物数量，适当提高 1级和DS类4级，钢锭帽口部位主要是硫化物、氧 浇注温度以保证钢液有一定的过热度[)，推迟形核 化物及少量氨化物夹杂，钢锭尾部则出现严重的B 时间后移，抑制结晶雨的形成，减少了夹杂物被结晶 类夹杂和DS类夹杂，同时伴随少量硫化物夹杂， 雨捕捉的几率。基于钢锭凝固时温度场的变化，在 帽口部位的氧化铝、硫化物类夹杂物等级比钢 保护浇注帽口时将加入的普通覆盖剂改为速燃高热 锭尾部的严重，钢锭帽口中间部位氧化铝类夹杂物 值发热剂，也可以减少铁晶体的形成，推迟结晶雨的 比边部少，中间硫化物比边部多，粗系最大达到436表1 曲拐大样电解分析结果 试样号 夹杂总量‚ mg／10kg 夹杂物粒径分级／mg 50～180μm 180～365μm ＞365μm A1 6∙88 0∙2 0∙2 0∙2 A2 5∙81 0∙3 0∙2 0 A3 5∙81 0∙4 0 0 A4 16∙1 0∙4 0∙3 0∙4 A5 9∙04 0∙4 0∙2 0 B1 14∙8 0∙9 0∙3 0 B2 25∙9 2∙0 0∙2 0 B3 19∙2 1∙5 0∙2 0 B4 22∙1 1∙5 0∙2 0∙2 B5 24∙3 2∙0 0∙3 0∙3 钢锭底部的凝固能力强．结合取样标记位置进行分 析‚帽口部位 A1、A2、A3位置夹杂物含量分别为 6∙88、5∙81和5∙81mg／10kg‚A4为16∙13mg／10 kg‚A5位置为9∙04mg／10kg．A4位置夹杂物含量 约为 A3位置的三倍‚说明在钢锭浇注时‚钢液下降 冲刷和钢液因温差环流过程中携带的夹杂物被钢锭 横截面上的柱状晶截获的几率是不同的．图6显示 钢锭帽口部位取样横截面中心即 A2位置的夹杂物 最少． 钢锭尾部夹杂物分布显示‚横截面中心 B2位 置夹杂物为25∙9mg／10kg‚高于B1、B3、B4和B5的 14∙8、19∙2、22∙1和24∙3mg／10kg．根据钢液对流 富集理论［4］‚钢液在自然对流时携带的夹杂物在凝 固前沿运动时被柱状晶截获而留在最早冷却的钢锭 边部‚没有被截留的少部分大型夹杂物因被钢液对 流带到钢锭的中心区部位集聚‚从而使中心 B2位 置的夹杂物含量较大． 图6 钢锭中大型夹杂物分布 由图6可知‚钢锭尾部的夹杂物含量比钢锭帽 口部位的夹杂物含量多．根据钢锭中夹杂物的沉积 锥聚集机理可知‚是由于镇静钢钢锭凝固过程中沿 凝固前沿下降的热对流携带夹杂物下降‚并在下降 结晶雨的捕捉和钢锭底部黏稠层的粘附作用下‚使 得钢锭尾部截获大型夹杂物的能力和几率都很大． 随着钢锭的凝固‚钢液环流范围不断缩小‚其携带的 夹杂物在钢锭底部聚集的范围越来越小‚最终形成 钢锭大型夹杂物富集的沉积锥． 为减少钢锭中沉积锥的夹杂物数量‚适当提高 浇注温度以保证钢液有一定的过热度［4］‚推迟形核 时间后移‚抑制结晶雨的形成‚减少了夹杂物被结晶 雨捕捉的几率．基于钢锭凝固时温度场的变化‚在 保护浇注帽口时将加入的普通覆盖剂改为速燃高热 值发热剂‚也可以减少铁晶体的形成‚推迟结晶雨的 形成‚为夹杂物提供充足的上浮时间‚减少钢锭底部 沉积锥的大型夹杂物数量． 3∙4 锻造后钢锭中夹杂物分析 采用 GB／T 10561－2005“钢中非金属夹杂物含 量的测定标准评级图显微检验法” ［5］‚对从锻造后 钢锭上所取的样品进行评级测定． 整个锻造后钢锭中夹杂物主要由 A 类夹杂、B 类夹杂、D 类夹杂和 DS 类夹杂组成（见图7）‚最严 重的等级为 A 类粗系2级、B 类细系2级、D 类粗系 1级和 DS 类4级．钢锭帽口部位主要是硫化物、氧 化物及少量氮化物夹杂‚钢锭尾部则出现严重的 B 类夹杂和 DS 类夹杂‚同时伴随少量硫化物夹杂． 帽口部位的氧化铝、硫化物类夹杂物等级比钢 锭尾部的严重．钢锭帽口中间部位氧化铝类夹杂物 比边部少‚中间硫化物比边部多‚粗系最大达到436 ·138· 北 京 科 技 大 学 学 报 2009年 增刊1